Fiktivní síly kolem nás

Som autorom vynálezu vibračného kompresora, ktorý funguje na princípe využívania účinkov odstredivej sily. Z hľadiska fyziky je odstredivá sila považovaná za akúsi fiktívnu silu, ale prototyp zariadenia funguje v praxi a výsledky sú naozaj zaujímavé – už prototyp je oveľa efektívnejší než porovnateľné kompresory, ktoré sa dnes používajú. Prečo fyzici považujú odstredivú silu za fiktívnu, keď moje zariadenie využíva túto silu na vykonanie práce, teda stláčanie vzduchu?

Pavol Nemeš, Šurany, Slovensko

Odpověď: Odstředivá síla (podobně jako Coriolisova síla) je fiktivní silou, pokud je „pozorovatel“ uvnitř rotující soustavy a neví, že soustava rotuje. Tedy typicky – pozorovatel na Zemi, dle scholastického učení považované za nehybný střed vesmíru, pozoruje účinky sil vzniklé rotací Země – a protože považuje Zemi za nehybnou, nedokáže zjistit původ těchto sil a považuje je za fiktivní.

Kdyby byl stejný pozorovatel uvnitř rotující ždímačky (případně odstředivky, gramofonové desky atp.) a netušil by, že její buben rotuje, cítil by totéž – neznámou, „fiktivní“ sílu, která ho tlačí ke stěnám bubnu ždímačky. Rovněž by neměl tušení, odkud se tato síla vzala.

Avšak vnější pozorovatel rotující soustavy pozoruje, jak ždímačka otáčením bubnu zbavuje mokré prádlo přebytečné vody, a zná-li rychlost rotace, dokáže dokonce velmi jednoduše spočítat příslušnou odstředivou sílu.

Problém je, že v každodenním životě rotaci Země nevnímáme, jen se pak „divíme“, že na rovníku je tíhové zrychlení menší než na pólech, že v atmosférických jevech pozorujeme cyklóny a anticyklóny (též Vesmír 80, 83, 2001/2) a že řeky meandrují a na severní polokouli více vymílají pravý břeh koryta, zatímco na jižní polokouli břeh levý.

Pokud bychom zvolili pozorovací stanoviště mimo Zemi, bude zřejmé, že všechny tyto jevy jsou důsledkem rotace Země a že příslušné síly se dají velmi dobře popsat.

Tedy stručně – pojem pravých a zdánlivých (fiktivních) sil záleží na volbě vztažné soustavy pozorovatele. Pokud za vztažnou soustavu zvolím rotující soustavu a budu tuto rotaci ignorovat, vlivem této rotace se projeví všechny tzv. fiktivní síly a budou ovlivňovat mnou pozorované jevy.